OSG原创教程：最长的一帧（10）

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当前位置：osgViewer/Viewer.cpp第873行，osgViewer::Viewer::updateTraversal()
OSG更新回调的作用与事件回调有类似之处：由专门的访问器对象_updateVisitor的负责场景图形更新遍历；所有的节点和Drawable几何体对象都可以使用setUpdateCallback设置更新回调；通过具现NodeCallback:: operator()或者Drawable::UpdateCallback::update函数，可以在回调对象中添加自定义的工作。

但是，更新回调与事件回调最大的不同在于：每当一个用户交互或系统事件产生时，每一个节点（以及Drawable对象）的事件回调都会被调用一次；而节点（以及Drawable对象）的更新回调只会在每帧中被调用一次。这一区别决定了我们应当在什么时候使用事件回调，以及在什么时候使用更新回调。

OSG的更新遍历函数updateTraversal在系统每帧的执行过程中有着重要的地位，除了处理用户的更新回调对象之外，还要负责更新摄像机的位置，并且更新分页数据库DatabasePager和图像库ImagePager的内容。这里我们首先对它的流程做一个概述：

• 1、获取函数的起始时刻。
• 2、使用预设的更新访问器_updateVisitor，访问场景图形的根节点并遍历其子节点，实现各个节点和Drawable对象的更新回调。
• 3、使用DatabasePager::updateSceneGraph函数以及ImagePager::updateSceneGraph函数，分别更新场景的分页数据库和分页图像库。
• 4、处理用户定义的更新工作队列_updateOperations。
• 5、执行主摄像机_camera以及从摄像机组_slaves的更新回调（但是不会遍历到它们的子节点），注意摄像机回调的执行时机与场景节点还是有所区别的。
• 6、根据漫游器_cameraManipulator的位置姿态矩阵，更新主摄像机_camera的观察矩阵。注意这里使用的函数是MatrixManipulator::getInverseMatrix，根据第七日介绍的内容，摄像机在世界坐标系中的位置姿态矩阵，即是其观察矩阵的逆矩阵，由是可得。
• 7、使用View::updateSlaves函数更新从摄像机组_slaves中所有摄像机的投影矩阵，观察矩阵和场景筛选设置（CullSettings）。
• 8、获取函数的结束时刻，将相关的时刻信息保存到记录器中。
  

不要以为我们对这个函数的介绍就这么草草地完结了。事实上，在浏览更新遍历的执行流程时，我们已经遇到了一大堆之前没有提及的概念，如果不从中好好地发掘一番，“最长的一帧”这个标题恐怕就徒有虚名了（其实本来就徒有虚名）。

首先是更新工作队列_updateOperations的问题。第四日中我们曾介绍过可以使用ViewerBase::setRealizeOperation来自定义的场景预处理工作，更新工作的作用及实现方法与之相似，均需要继承osg::Operation并重写operator()操作符，以实现一些特定的用户操作。不过在这里，用户可以使用ViewerBase::addUpdateOperation写入多组更新处理器Operation对象（或者使用对应的成员函数removeUpdateOperation来移除），因此可以实现的操作也更加丰富。

注意，习惯上Operation对象可以用来处理与图形设备以及OpenGL底层API相关的工作，不过用户层级的工作在这里实现通常也没有问题。

当前位置：osgViewer/View.cpp第148行，osgViewer::View::updateSlave()
其次是从摄像机组_slaves的更新。这里我们可以看出从摄像机组与主摄像机的关系：从摄像机组从本质上继承了主摄像机的投影矩阵，观察矩阵和场景筛选设置，但是可以在使用View::addSlave添加从摄像机时，设置投影矩阵与观察矩阵的偏置值，还可以使用CullSettings::setInheritanceMask设置CullSettings的继承掩码（注意osg::Camera类继承自osg::CullSettings类）。

那么，CullSettings是什么呢？顾名思义就是场景筛选（Cull，国内通常称为“场景裁减”）的设置选项了。这里所谓的场景筛选大家恐怕都早已耳熟能详，简单来说的话，就是在大规模的场景当中，略去那些不会被观察者所见到的几何体，从而大幅度提升渲染的效率。

我们能想到的最简单的筛选方法是背面筛选（back-face culling，背面裁减），也就是忽略所有几何体背向观察者的一面，场景的多边形复杂度最多将降低1/2，这种筛选方式已经由OpenGL实现了（GL_CULLFACE），可以使用OSG渲染属性osg::CullFace开启。

另一种值得一提的筛选方式是视锥体筛选（view frustum culling），将场景中每个物体的包围盒与视锥进行比较，并剔除视锥之外的物体，这种筛选方式有时可以将场景的多边形复杂度降低为原来的1/4。

当然还有剪切平面（clip plane）的方法，不过OpenGL中已经使用glClipPlane实现了这种场景筛选的功能，而OSG可以使用渲染属性osg::ClipPlane来设置相应的参数。

对了，相信大家还想到了另一种高效的筛选方法：遮挡筛选（occlusion culling）。也就是将那些被其它物体所遮挡的对象从场景中剔除。不过这是一种比较复杂的场景筛选手段，如果用在整个场景中反而会增大计算的开销，因此往往作为一个预处理步骤出现。在OSG 2.3.x及以后的版本中，开始提供遮挡筛选的算法。

OSG目前所支持的场景筛选方式（即CullSettings::CullingModeValues枚举量）包括：

• NO_CULLING：也就是不进行场景筛选，如果您希望自己实现场景筛选的功能，或者由于某种特殊原因不希望执行筛选工作，可以选择这一项。
• NEAR_PLANE_CULLING：近平面筛选，将超出近平面范围以外的对象剔除。
• FAR_PLANE_CULLING：远平面筛选，将超出远平面范围以外的对象剔除。
• VIEW_FRUSTUM_CULLING：视锥体筛选，它保证场景中只有视锥体范围内（包括视锥，近平面和远平面）的一小部分节点和Drawable对象是可见的，因而加速场景的绘制速度。
• VIEW_FRUSTUM_SIDES_CULLING：视锥体侧面筛选，它不执行近平面/远平面的筛选工作，除此之外与VIEW_FRUSTUM_CULLING没有区别。
• SMALL_FEATURE_CULLING：细节筛选，场景中某些物体对于观察者而言可能是十分微小的，足以忽略不计，此时可以用细节筛选特性将它们剔除。判断对象是否足够微细的阈值由CullSettings::setSmallFeatureCullingPixelSize设定。注意这种筛选可能会剔除一些必要的信息（比如用户在屏幕上绘制了一些点，却发现它们统统被吞噬掉了），此时可以强制设置几何体对象的包围盒大小（Drawable::setInitialBound），或者关闭细节筛选特性。
• SHADOW_OCCLUSION_CULLING：遮挡筛选，虽然需要用户手动去设置诸多的几何信息，但是OSG的确出色地实现并继续完善本影遮挡筛选（即完全遮挡）的算法。在osgoccluder例子中，您可以仔细揣摩其中有关ConvexPlanarOccluder和OccluderNode的用法。
• CLUSTER_CULLING：聚集筛选，这是一种类似于背面筛选的场景筛选方法，但是它可以将多个对象组合起来并进行统一的背面筛选，OSG中，目前可以使用筛选回调ClusterCullingCallback来实现节点的聚集筛选（对节点使用Node::setCullCallback），这在地球地理信息的裁减时尤为适用。
• DEFAULT_CULLING：缺省方式下会自动打开视锥体侧面筛选，细节筛选，遮挡筛选和聚集筛选的选项，不过后两者还需要编写额外的代码以实现功能。
• ENABLE_ALL_CULLING：开启全部筛选方式，包括视锥体筛选，细节筛选，遮挡筛选和聚集筛选。
  

设置一种或多种筛选方式可以使用CullSettings::setCullingMode函数（采用“或”运算来指定多种筛选方式），如果希望暂时屏蔽某一种筛选方式，可以如下编写代码：

1. camera->setCullingMode(camera->getCullingMode() & ~osg::CullSettings::SMALL_FEATURE_CULLING);

复制代码

有关各种筛选方式的详细算法，可以参考CullingSet::isCulled函数，有关遮挡筛选和聚集筛选的算法请单独参阅OccluderNode，ConvexPlanarOccluder和ClusterCullingCallback等相关类的实现代码。

解读成果：
View::updateSlaves，场景筛选方式。

悬疑列表：
如何调度和实现OSG的多线程机制？什么是“渲染目标实现方式”？

shengrendan2

好；
而且我是沙发。。。。。。。。。。
爽！